工业机器人技术及应用教案3手动操纵工业机器人样稿.docx

第三章 手动操纵工业机器人
机器人运动轴和坐标系
机器人运动轴名称
机器人坐标系种类
认识和使用示教器
学****目标 导入案例 课堂认知 扩展和提升 本章小结 思索练****br/> 机器人安全操作规程
示教和手动机器人时
再现和生产运行时
手动移动机器人
移动方法
经典坐标系下手动操作
课前回顾
工业机器人关键由哪几部分组成？
怎样判别工业机器人点位运动和连续路径运动？
学****目标
认知目标
*了解工业机器人安全操作规程
*熟悉示教器按键及使用功效
*掌握机器人运动轴和坐标系
*掌握手动移动机器人步骤和方法
能力目标
*能够熟练进行机器人坐标系和运动轴选择
*能够使用示教器熟练操作机器人实现点动和连续移动
导入案例
Universal Robots 企业推出革命性新型工业机器人
UR5 机器人自重很轻（仅 kg ），能够方便地在生产场地移动，而且不需要繁琐安装和设置就能够快速地融入到生产线中，和职员交互合作。编程过程可经过教学编程模式实现，用户能够扶住 UR 机械臂，手动引导机械臂，按所需路径及移动模式运行机械臂一次，UR 机器人就能自动记住移动路径和模式。机器人经过一套独特、友好图形用户界面操作，在触摸屏幕上，有一系列范围广泛功效让用户选择。任何反复性生产过程，全部能够使用它并从中受益。
课堂认知
机器人运动轴和坐标系
机器人运动轴名称
通常机器人运动轴按其功效可划分为机器人轴、基座轴和工装轴， 基座轴 和工装轴 统称外部轴。
机器人系统中个运动轴定义
经典机器人操作机各运动轴
A1 、 A2 和 A3 三轴（轴 1 、轴 2 和轴 3 ）称为基础轴或主轴， 用以确保末端实施器达成工作空间任意位置。
A4 、 A5 和 A6 三轴（轴 4 、轴 5 和轴 6 ）称为腕部轴或次轴， 用以实现末端实施器任意空间姿态。
机器人坐标系种类
现在，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系， 而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范围 。
TCP 为机器人系统控制点，出厂是默认在最终一个运动轴或安装法兰中心，安装工具后 TCP 点将发生改变。
(1) 关节坐标系
在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。对大范围运动，且不要求 TCP姿态，可选择关节坐标系。
(2) 直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系）
机器人示教和编程时常常使用坐标系之一 ，原点定义在机器人安装面和第一转动轴交点处， X 轴向前， Z 轴向上， Y 轴按右手法则确定。
直角坐标系原点
直角坐标系下各轴动作
(3) 工具坐标系
原点定义在 TCP 点，而且假定工具有效方向为 X 轴（有些机器人厂商将工具有效方向定义为 Z 轴），而 Y 轴、 Z 轴由右手法则确定。 在进行相对于工件不改变工具姿态平移操作时选择该坐标系最为适宜。
工具坐标系原点
工具坐标系下各轴动作
(4) 用户坐标系
可依据需要定义用户坐标系。 当机器人配置多个工作台时，选择用户坐标系可使操作更为简单 。在用户坐标系中， TCP 点将沿用户自定义坐标轴方向运动。
用户坐标系原点
用户坐标系下各轴动作
提醒
不一样机器人坐标系功效等同，即机器人在关节坐标系下完成动作，一样可在直角坐标系下实现。
机器人在关节坐标系下动作是单轴运动，而在直角坐标系下则是多轴联动。除关节坐标系以外，其它坐标系均可实现控制点不变动作（只改变工具姿态而不改变 TCP 位置）在进行机器人 TCP 标定时常常见到。
关节坐标系下单轴运动 直角坐标系下多轴协调运动
认识和使用示教器
ABB FlexPendant KUKA smartPAD
FANUC iPendant YASKAWA DX100
工业机器人行业四巨头最新示教器产品
示教器关键由 显示器 和多种操作 按键 组成，显示器关键有 4 个显示区组成。
菜单显示区 显示操作屏主菜单和子菜单。
通用显示区 在通用显示区，可对作业程序、特征文件、多种设定进行显示和编辑。
状态显示区 显示系统目前状态，如动作坐标系、机器人移动速度等。显示信息依据控制柜模式（示教或再现）不一样而改变。
人机对话显示区 在机器人示教或自动运行过程中